Naukowcy odkryli dziwną różnicę między DNA pochodzącym z komórek rakowych i DNA zdrowych komórek, a odkrycie to może doprowadzić do nowego badania krwi na raka.
Różnica? Według nowego badania DNA raka ma dość silne powinowactwo do złota. Naukowcy twierdzą, że ta cecha wydaje się być wspólna dla DNA raka w ogóle, niezależnie od rodzaju raka.
Korzystając z tego odkrycia, naukowcy zaprojektowali nowy test wykorzystujący złote nanocząsteczki do wykrywania raka. Cząsteczki złota zmieniają kolor w zależności od obecności DNA raka. Rezultatem był prosty i szybki test, który może wykryć raka w zaledwie 10 minut, zgodnie z badaniem, opublikowanym dzisiaj (4 grudnia) w czasopiśmie Nature Communications.
„Możesz to wykryć naocznie - to takie proste” - powiedział w oświadczeniu starszy autor Matt Trau, profesor i starszy kierownik grupy w australijskim Instytucie Bioinżynierii i Nanotechnologii Uniwersytetu Queensland.
Jednak praca jest wstępna i potrzeba więcej badań, zanim ten test będzie przydatny dla pacjentów, powiedzieli Live Science zewnętrzni eksperci.
Rakowe DNA „metylscape”
Nowe badanie koncentrowało się na „epigenomie” lub chemicznych modyfikacjach DNA, które włączają lub wyłączają geny. Te modyfikacje nie zmieniają sekwencji DNA, ale wpływają na to, jak komórki „czytają” geny. Jednym przykładem zmiany epigenetycznej jest metylacja DNA, dodanie grupy metylowej lub „chemicznej nasadki” do części cząsteczki DNA. Ta modyfikacja zapobiega ekspresji niektórych genów.
Poprzednie badania wykazały, że wzór metylacji DNA w komórkach rakowych różni się od wzoru w zdrowych komórkach. Konkretnie, DNA raka ma skupiska grup metylowych w określonych lokalizacjach i prawie nie ma metylacji gdzie indziej, podczas gdy normalne grupy metylowe DNA są bardziej równomiernie rozmieszczone w całym genomie. Naukowcy nazwali ten wzór metylacji „krajobrazem metylacji” lub „krajobrazem metylacji”.
I chociaż ten „metylokształt” może służyć jako biomarker raka, badacze nie mieli dobrego sposobu na jego wykrycie.
Zamiast skupiać się na samej metylacji, naukowcy w nowym badaniu przyjrzeli się, co metylacja zrobiła z ogólną strukturą i właściwościami chemicznymi DNA raka.
Badacze stwierdzili, że metylacja DNA raka powoduje, że fragmenty DNA składają się w trójwymiarowe „nanostruktury” o powinowactwie do złota. W przeciwieństwie do tego normalne DNA fałduje się w nieco inny sposób, co nie skutkuje tak silnym powinowactwem do złota, twierdzą naukowcy.
Tak więc naukowcy opracowali test, który wykorzystuje tę zdolność DNA raka do przylegania do złota. Jeśli obecne jest DNA raka, złote nanocząstki przybierają inny kolor niż w przypadku braku raka DNA. W teście można użyć „krążącego wolnego DNA” lub DNA uwolnionego do krwi z raka lub zdrowych komórek.
Naukowcy przetestowali swoją technologię na około 200 próbkach od pacjentów z rakiem i zdrowych osób, stwierdzając, że test był do 90 procent dokładny w wykrywaniu raka.
Nowy test na raka?
Dr Jeffrey Weber, zastępca dyrektora Perlmutter Cancer Center w New York University's Langone Health, nazwał nowe badanie „wielką nauką” i pochwalił pomysł znalezienia sposobu na wykrycie metylacji DNA raka. Jednak Weber, który nie był zaangażowany w badanie, powiedział, że praca to „dopiero początek”. Dodał, że potrzebne są większe badania w celu oceny dokładności testu, a także tego, czy może on być przydatny dla pacjentów, w porównaniu z istniejącymi testami.
„Przekształcenie tego rodzaju w prawdziwe, klinicznie przydatne będzie dużo pracy”, powiedział Weber dla Live Science.
Joyce Ohm, profesor onkologii w Roswell Park Comprehensive Cancer Center w Buffalo w stanie Nowy Jork, zgodziła się, że praca ta stanowi „ekscytujący potencjalny postęp” w poszukiwaniu ogólnego epigenetycznego biomarkera raka. Ale dodała, że badanie było „bardzo dowodem zasad w tym momencie”.
Obecnie test wykrywa tylko obecność raka, a nie rodzaj raka. Naukowcy stwierdzili również, że nie jest dokładnie jasne, jak wysokie muszą być poziomy DNA raka, aby test zadziałał, co wpłynęłoby na to, jak wcześnie w przebiegu choroby można zastosować test.
W obecnej formie test byłby mniej przydatny jako test przesiewowy, biorąc pod uwagę, że nie może on wykryć rodzajów raka, powiedział Ohm dla Live Science. Ale jeśli technika będzie dalej rozwijana, być może najbardziej bezpośrednim potencjalnym zastosowaniem byłoby monitorowanie istniejących pacjentów z rakiem pod kątem nawrotów choroby, powiedziała.
Naukowcy potwierdzili, że ich test wymaga dalszych badań, „ale wygląda naprawdę interesująco jako niezwykle prosty„ uniwersalny marker ”raka”, powiedział Trau w oświadczeniu. Jest także atrakcyjny „jako bardzo dostępna i niedroga technologia, która nie wymaga skomplikowanego sprzętu laboratoryjnego, takiego jak sekwencjonowanie DNA” - powiedział.
